1. 主要產(chǎn)品和常用焊材
我公司為石油化工、煤化工建設單位，主要焊接方法包括焊條電弧焊、氬弧焊、熔化極氣保焊及埋弧焊等。主要焊接材料也是圍繞著這些焊接方法的選用焊條、焊絲。
隨著石油化工的深加工，高溫、高壓及劇毒等介質(zhì)設備、管道需要耐腐蝕效果更好的材料投入使用。同時，海洋工程、脫硫裝置及廢水處理等眾多領域中，鎳基合金得到推廣應用。但鎳基合金材料在焊接時，鎳合金導熱性差、金屬潤濕性差、焊縫較難成形，這些特性造成其焊接難度很高。
2. 鎳基焊條在工程中的選用
我公司承建的某煤化工項目中費托合成反應器內(nèi)集合管要求采用鎳基焊接材料進行焊接。焊接工藝確定后，為了控制成本，首先采用價格低廉的某國產(chǎn)牌號鎳基材料進行管道焊接。鎳基焊絲ERNiCr—3鎢極氬弧焊操作性良好，但焊條ENiCrFe—3在仰焊位置焊接時，在4點至8點位置反復出現(xiàn)氣孔，在返修焊接過程中，氣孔重復出現(xiàn)，特別是在仰焊部位操作性更差，出現(xiàn)氣孔幾率更大。并且在收弧處經(jīng)常出現(xiàn)收弧裂紋，焊接質(zhì)量非常不穩(wěn)定。
經(jīng)和項目部質(zhì)檢人員、焊工交流，并到檢測探傷處查看探傷底片。通過RT探傷底片分析，平焊、立焊部位沒有出現(xiàn)大面積氣孔缺陷，僅是仰焊部位出現(xiàn)了大面積氣孔缺陷。經(jīng)過分析，此國產(chǎn)品牌鎳基焊材存在先天缺陷，不適宜仰焊焊接，是造成焊縫大面積產(chǎn)生氣孔的直接原因。
經(jīng)過調(diào)研，決定采用進口鎳基焊條進行焊接。美國SMC公司產(chǎn)鎳基焊條ENiCrFe—3，焊工反應焊接操作性較差，熔池鐵液脫渣性較差，且容易粘條。考慮試焊時現(xiàn)場條件復雜，焊縫質(zhì)量風險較大，不建議使用。
選用英國曼徹特產(chǎn)鎳基焊條ENiCrFe—3施焊時，焊工反應操作性良好，熔池鐵液脫渣性較好，且不易粘條，焊縫經(jīng)拍片合格率較高。因此*終采用英國曼徹特產(chǎn)焊條焊接φ508mm×30mm管口48個，合格率98%，達到了設計標準。
3. 國內(nèi)外鎳基焊條對比試驗
鑒于公司對鎳基材料的施工越來越多，我們對國內(nèi)和國外進口的4種鎳基焊條進行了管道對接焊縫的對比性試驗。管道材質(zhì)采用TP304，規(guī)格φ168mm×12mm×300mm，焊接方法為GTAW+SMAW，焊接位置水平固定5G。
（1）國產(chǎn)A品牌牌號鎳基焊條?由于該焊條為酸性渣，鐵液和熔渣流動性好，在仰焊位置鐵液容易堆積，所以在仰焊位置不宜采用連弧焊接，宜采用滅弧焊方法操作。焊條脫渣性能差，表面的熔渣需認真修磨，否則焊縫表面易夾雜熔渣。
（2）國產(chǎn)B品牌鎳基焊條?該焊條為堿性渣，鐵液和熔渣流動性差，填充、蓋面焊接宜采用連弧焊。脫渣性能較好，焊縫表面較為光滑，焊后表面光亮無藥皮殘留。
（3）進口C品牌鎳基焊條?為堿性渣，鐵液和熔渣流動性好，填充、蓋面焊接宜采用連弧焊。焊條焊接時脫渣性能好，焊后表面光亮無焊藥殘留。適用全位置焊易操作，電流適應性較低。
（4）進口D品牌鎳基焊條?該焊條屬于堿性渣系，外形完整做工美觀。填充、蓋面焊接宜采用連弧焊，電弧有很高的挺度、鐵液流動性稍差，電弧穩(wěn)定性較好不易粘焊條，焊接時端部套筒保護較深易操作，熔深為1～2mm，熔寬適中，焊后表面光滑、無明顯藥皮殘留，連弧焊焊道飽滿成形美觀，無氣孔、收弧裂紋、縮孔，適用全位置焊，易操作，電流適應性較低。國內(nèi)外鎳基焊條焊接時端部套筒對比如圖1所示。
檢測公司RT探傷結果對比: ①國產(chǎn)A品牌、B品牌鎳基焊條完成焊縫經(jīng)檢測公司RT探傷，在4～6～8點的仰焊位置出現(xiàn)大面積的密集性氣孔，判定為不合格。②進口C品牌鎳基焊條完成焊縫經(jīng)檢測公司RT探傷，同樣發(fā)現(xiàn)在4～6～8點位置有少量氣孔，氣孔成分散狀，但與以上兩種國產(chǎn)鎳基焊條相比要少得多，判定為合格。③進口D品牌焊條焊縫RT探傷無氣孔，探傷合格（見圖2）。
4. 結果和建議
本次鎳基焊條焊接試驗共進行了焊條外觀檢測對比、焊條焊接復驗對比、管材對接焊縫焊接操作性對比及RT探傷對比等。由于國產(chǎn)焊材RT探傷時，焊縫中局部布滿氣孔，所以后續(xù)的力學性能等試驗沒有進行。
通過對比，目前國產(chǎn)鎳基焊條生產(chǎn)技術還在起步階段，國產(chǎn)鎳基焊條在化學成分、力學性能上和國外焊材相比區(qū)別不大，但是焊接操作性能和國外焊材相比還有一定差距。主要表現(xiàn)在焊條脫渣性差、電弧不穩(wěn)定、熔渣對熔池保護不佳、電流適應性差，難以適應全位置焊接，特別是仰焊位置焊接時，會因出現(xiàn)局部大面積氣孔缺陷而造成焊縫返修。此結論通過公司內(nèi)幾個項目的施工，得到驗證。
